水泥穩定砂礫土底基層裂縫的探討和防治

郭明海

【摘 要】水泥穩定砂礫土底基層具有半剛性基層的特點，本文對其產生裂縫進行探討，并重點在施工方面提出防治要點。

【關鍵詞】底基層；裂縫；防治

Study and prevention of gravel soil bottom grass-roots crack of cement stability

Guo Ming-hai

(Linzhang county highway station transportation bureau Linzhang Hebei 056600)

【Abstract】Cement stability the gravel soil bottom basic level has the characteristics of half rigid basic level, The article as to it's produce crack to carry on a study, lay equal stress on a point to be in the aspects of starting construction put forward preventing and curing important point.

【Key words】Bottom basic level; Crack; Prevention and cure

水泥穩定砂礫土具有強度高、水穩性好、整體性強、較經濟和料源廣等優點，被廣泛地運用在公路工程建設中，而工后產生裂縫是其最大的缺點，就開裂的原因大致可分為干縮裂縫、溫縮裂縫、荷載型裂縫、路基沉降引起的裂縫和幾者共同作用的裂縫等.我們在磁左公路固鎮至晉冀段改建工程第四標段的水泥穩定砂礫土底基層的施工中,認真分析水泥穩定砂礫土裂縫產生的機理,在施工中針對性的進行防治,路面裂縫得到有效控制取得了良好的效果，下面就裂縫產生的原因逐一進行探討和分析。

1. 裂縫產生機理和及其影響因素

1.1 干縮裂縫。水泥與天然砂礫土和水拌和壓實后，由于水分蒸發和混合料內部發生水化作用等，引起水泥穩定砂礫土結構層產生體積收縮。當收縮產生的內應力大于水泥穩定砂礫土結構層的抗拉應力時，水泥穩定砂礫土結構層就會產生開裂。干縮裂縫的產生與砂礫土的礫石含量、細集料含量、塑性指數和混合料的水泥劑量、成型時的含水量、密實度以及養生時間的長短、暴露時間長短、失水量等有關。

1.1.1 砂礫土的類型。砂礫土中小于0.425mm的顆粒含量越大、塑性指數和線收縮越大的砂礫土用水泥穩定后的干縮越明顯，且受齡期的影響也越大。

1.1.2 混合料的水泥劑量。

在一定的水泥劑量范圍內，水泥穩定砂礫土的強度隨水泥劑量的增加而增加，而水泥穩定砂礫土的干縮應變開始隨水泥量的增加而減少，然后又逐漸增加,存在一個干縮應變最小的最佳水泥劑量。水泥劑量宜控制在4%~6%之間，水泥劑量對塑性較大的砂礫土影響較大。

1.1.3 成型時的含水量、密實度。

含水量較大、密實度較低干縮應變就大。含水量應控制在最佳含水量+1%范圍內。

1.1.4 養生時間的長短。

一般養生期為7天，若養生時間加長，有利于結構層的抗拉應力的增長，起到減少裂縫和擴大裂縫間距的目的，但會增加裂縫的寬度。

1.1.5 暴露時間的長短和失水量。

當失水量一定范圍內時，干縮系數相當小，當失水量超出這一范圍時，干縮系數驟然增大，失水量達到一定程度后，干縮系數又變得相當小。養生結束后，暴露時間越長，失水量越大，干縮應變越大。

1.2 溫縮裂縫。

溫縮裂縫是由水泥穩定砂礫土層內固相物質自身的溫縮和由于結構層內水的溫縮而對結構層的收縮二者共同作用的結果。溫縮裂縫有兩種形成機理，一種是低溫裂縫，另一種是溫度疲勞裂縫，溫縮裂縫的產生主要與砂礫土中土的含量、結構層的含水量和水泥劑量等內在因素有關外，還與環境溫度變化、施工時的溫度、密實度等外在因素有關。

1.2.1 砂礫土的中土的含量。

水泥穩定砂礫土結構層中，水的溫縮性（在大于4℃時）＞土的溫縮性＞膠凝體的溫縮性＞礫石的溫縮性，砂礫土中含土量增加，混合料的溫縮系數變大，且溫度越低，含土量對溫縮系數的影響越大。

1.2.2 結構層的含水量。

含水量約在最佳含水量狀態時，水的溫縮影響對結構層的溫縮影響最大，此時，結構層的溫縮系數最大。

1.2.3 環境溫度變化。

環境溫度變化越大，對結構層溫縮影響越大，溫度變化影響有時甚至超過干縮變化影響。

1.2.4 施工成型時的溫度、密實度。

施工時的溫度越高，成型時的體積在溫度變化時其溫縮效應最大，結構層收縮時，極易在此處產生開裂。

1.3 荷載型裂縫。

荷載型裂縫分為：瞬時荷載型裂縫和疲勞荷載型裂縫。它與結構層厚度、結構層的彈性模數、行車荷載大小、速度和路基的彈性模數等有關。

1.3.1 結構層厚度。

厚度越大,荷載傳遞到結構層底部時受力面積越大,在底部產生壓強越小,拉應力就越小。

1.3.2 結構層的彈性模數。

結構層的彈性模數越大,結構層彈性下降就小,底部產生的變形小,結構層底部產生的拉應力就越小。

1.3.3 行車的荷載和速度。

行車的荷載越大，對結構層產生的下沉越大，行車速度越大，對結構層產生的推力越大，結構層內產生的拉應力越大。因此，在養生期間，除養生灑水車外嚴禁其他車輛在結構層行駛，灑水車應控制行車速度。

1.3.4 路基的彈性模數。

當路基的彈性模數越大,路基受力下降少,這樣結構層下降也小結構層產生的拉應力就越小。

1.4 路基沉降引起的裂縫。

由于路基不均勻沉降，產生裂縫。它與路基填筑有關。

2. 裂縫的施工防治

針對裂縫產生的原因在施工時要做好如下施工控制，就能起到減少裂縫的作用。

2.1 路基施工方面

嚴格按規范要求做好路基壓實，對軟基、填挖交界處、臺背回填等特殊路段要特別控制。

2.2 路面施工方面

2.2.1 控制砂礫土中細集料的含量和塑性指數，以減少水泥穩定砂礫土中的粘土含量。建議通過0.075mm篩孔的顆粒含量應控制在5%~7%，細土的塑性指數宜不大于3，如果細土或塑性指數過大，用部分粉煤灰或0~5mm石屑代替，或先用石灰處治。

2.2.2 合理使用水泥用量，水泥劑量不大于6%，在達到強度標準的前提下，采用最小水泥劑量，但不小于4.0%。

2.2.3 鋪前應灑水濕潤路基，確保水泥穩定砂礫土底基層底部混合料不產生失水失效，保證有效結構層達到設計要求厚度。

2.2.4 清除路基上浮土、松散區，避免出現薄層貼補和路基反彈區。對松散、反彈區的處理采用“園洞方補法”，即對松散、反彈區全部挖除成矩形，且厚度不小于10cm，然后用同層材料或上層結構層材料回填，壓實。

2.2.5 施工組織合理、工序銜接緊湊，要嚴格控制加水拌合到碾壓成型的時間，確保結構層的密實度和強度。

2.2.6 嚴格控制施工拌和時的含水量和碾壓時的含水量，把成型時的含水量控制在最佳含水量左右，一般根據天氣情況分時間段來增減混合料加水量。

2.2.7 混合料拌和均勻，水泥要均勻分散在混合料中，否則，會出現強度和抗拉薄弱區，極易在此處出現開裂。

2.2.8 碾壓完成后，要及時養生，保持結構層的含水量不受損失，更不能讓其暴曬變干開裂。

2.2.9 嚴格控制交通。養生期間，除灑水車外，禁行一切車輛，特別是養生前期2天內，最好禁止一切車輛通行，灑水車采用側噴方式進行養生。養生結束后，應根據強度標準來限制施工車輛載重和車速。

2.2.10 養生結束后，應盡快鋪筑上層結構層，使水泥穩定砂礫土中水分不至于散失過快和過多，同時減弱溫差對結構層的影響，避免產生干縮裂縫和溫縮裂縫。未能及時鋪筑上層結構層時，根據天氣情況，進行灑水補水，補充暴曬的散失水分。

［文章編號］1006-7619（2008）09-17-532